2 系统硬件组成及设计原理 本系统硬件部分由单片机单元、传感器单元、电源单元、声光报警单元、键盘输入单元、电机控制单元和显示器组成。单元，如图2所示。
2.1 单片机单元 本系统采用at89c51单片机作为中央处理器。 它的主要任务是扫描键盘输入的信号来启动机器人，并在机器人行走的过程中不断读取传感器采集的数据。 对获得的数据进行处理后，根据不同情况产生不同占空比的PWM脉冲来控制电机。 同时将相关数据传送至显示单元进行动态显示，并产生声光报警信号。 其中p0用于数码管动态显示，p1.0至p1.5控制2个电机，p1.6和p1.7为独立键盘接口，p2连接传感器，p3.2连接至光电码盘进行里程测量。 p3.7接声光报警单元，p3.4、p3.5、p3.6接发光二极管，用于显示断点数量。 2.2 电机控制单元 该机器人以双电机、两轮驱动的小车为基础。 两个电机独立控制左右两侧的车轮。 转弯功能是通过两侧电机的转速差来实现的。 它还可以就位转动，以便于控制。 传统汽车由动力电机和转向电机驱动，转向角度难以控制，使用不方便。 电机控制电路采用大功率配对管bdl39、bdl40组成的H型驱动电路。 微控制器产生不同占空比的PWM脉冲来精确调节电机速度。 由于该电路工作在晶体管的饱和或截止状态，避免了晶体管工作在线性放大区时的管耗，可以最大限度地提高效率； H型电路保证了电机速度和方向的控制简单； 电子开关的速度和稳定性完全可以满足需要。 整个驱动电路是一种广泛应用的电机驱动技术。 电路见图3。
2.3 传感器单元 机器人总共使用了9个传感器，它们分布在整个机器人的不同部位，相互配合发挥着不同的作用，如图4所示。
图4中各传感器的说明如下： 传感器1是金属检测传感器，放置在机器人正前方，面朝下，用于检测金属。 传感器 2 是一个前向超声波传感器，直接放置在机器人前方，用于检测障碍物。 超声波来自555，产生40khz的方波信号，通过超声波发射器发送出去。 发射头不断地发出信号。 当遇到障碍物时，信号会被反射回来，这样接收头就会接收到信号，并将信号发送给单片机进行相应的判断和处理。 传感器3是红外光电传感器，放置在机器人正前方，面朝下，用于检测停止线。 红外发射管发射信号，信号经过不同的反射介质反射，根据红外接收管是否接收到信号做出相应的判断。 传感器4和5是放置在机器人底座下方的红外光电传感器，用于检测地面上的引导线。 原理与传感器3相同。传感器6和7放置在机器人正前方，用于寻找光源。 当机器人前方有光源时，光敏电阻的大小会发生变化。 两个传感器的变化将被比较和处理并发送到微控制器。 微控制器会产生相应的调节信号，使机器人按照光照强度的方向行走。 传感器8是超声波传感器，放置在机器人后部朝外的两侧。 用于机器人遇到障碍物时进行转向，判断机器人是否完全绕过障碍物。 原理与传感器2相同。传感器9放置在机器人正后方的光电码盘上，用于里程计算。 借助鼠标原理，利用直径2.6厘米的塑料轮制作自制光电码盘。 抛光后周长为8厘米，然后在小轮上等距离打8个孔，如图5所示。最小测距精度可以达到1厘米，足以满足要求。 两侧安装光电传感器，安装在汽车后部，与汽车行驶同步。 根据实际情况，自制孔之间的距离不可能完全相等，但经过光电码盘具体测量，可以保证行进50厘米时产生50个脉冲，所以以此为参考单位用于计算距离。 在直线区域，可以根据电路产生的脉冲数计算出铁片中心线与起始线之间的距离。
另外，为了清晰直观地观察各传感器的工作状态，电路中专门为各传感器设计了工作指示灯，实时显示各传感器的工作状态。 2.4 键盘输入单元 键盘输入单元采用独立键盘，由2 个按键组成，其中一个为开始键，另一个为显示切换键。 当机器人完成行走过程后，按下该键可显示整个行走过程。 时间。 2.5 显示单元 显示单元由两个7 段数码管组成。 为了降低整个系统的功耗，它采用单片机软件解码，动态显示，实时显示每个断点到起始点的距离以及整个运行过程。 时间。 2.6声光报警单元采用555作为振荡源，利用单片机触发振荡源驱动电磁发声器作为声音指示器和发光二极管作为灯光指示器件，形成声光报警器单元。 2.7 电源单元 本系统采用2 套电源，分别为电机和控制电路供电。 系统控制电路采用7805稳压输出（5v）供电，电机采用4节AA电池供电。 3 系统软件设计 本系统的支撑软件程序采用模块结构，用C语言编写。 主要由初始化程序、偏差调整程序、偏差光源调整程序、声光指示子程序、读取传感器状态、显示程序、定时器0中断服务程序、定时器1中断服务程序、外部中断0服务程序、停车处理组成。和其他模块。 系统主流程如图6所示。
4 结论 该机器人在设定的跑道上经过多次实验，取得了预期效果，但其智能水平还远远不够。 随着人工智能和神经网络技术的不断研究和深入，智能机器人的发展前景将越来越广阔。
